住宅小区的配电系统相关的设计Word格式.docx
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第一,採暖、炊事及洗浴能源方式。
當大範圍採用電採暖、單元式集中空調、電熱水器和電灶,住宅內用電負荷應根據具體情況進行計算;
第二,家用電器的普及率。
家用電器普及率是標誌著某類家用電器進入家庭的程度,當前的家用電器普及率可以反映出居民的生活水準,決定了居民用電負荷。
1.3公共區照明負荷
公共區照明含有幾部分:
一是經常有人員來往的地方,如樓梯間、電梯前室、走道等;
二是如人防、水泵房、設備層等公共設施所在場所;
三是樓內的疏散照明及事故照明。
場所不同,所選用燈具、光源不同,燈具控制方式不同,因此不同的公共區照明會有不同的需用係數。
1.4公共區動力負荷
一是高層住宅樓內的電梯負荷(受建築物及電梯本身的參數,以及運行條件影響);
二是樓內的給、排水及通風設備負荷(排汙泵、生活水泵等);
三是住宅供暖設備負荷。
2住宅社區負荷計算
住宅社區負荷計算在不同的設計階段採用不同的計算方法:
在方案設計階段多採用單位面積功率法,在初步設計和施工圖設計階段多採用需用係數法。
(1)1999年8月,北京供電局下發了《關於城鎮居民新建住宅實施一戶一表的技術方案》(簡稱《方案》),即(99)首規辦秘字第319號。
對住宅的"
用電負荷標準及電度錶規格"
(表2)做了調整,給出了"
不同戶數的需用係數"
(表3)。
《方案》第一條中提出"
用電負荷按遠期每戶不小於6千瓦計算"
。
6kW/戶的的規劃容量有下列三個前提原則:
第一,北京地區屬於採暖區,現階段以市政或社區集中式供暖為主,暫不考慮電採暖方式;
第二,北京市現階段炊事能源以天然氣、液化石油氣及燃煤為主,只能用電飯鍋等小型電炊具而不能用電灶;
第三,按北京市城鄉規劃委員會"
關於在住宅設計中安裝(預裝)家用空調器的有關規定"
(94)首規辦規字第170號,一般職工住宅安裝空調器兩臺。
6kW/戶的規劃容量有下列兩層含義:
一個是遠期要求,其目的是指導設計人員在具體設計時,對於居住建築內的開關、導線、電度錶等的選擇應留有餘量,不得小於30A;
一個是應當保證用戶能夠達到的最大負荷。
以現有設計條件為例:
4kW/戶為計算負荷,是用電負荷計算的標準;
6kW/戶為最大負荷,是單體設計中導線、開關等電氣組件的選擇依據。
該標準是一個"
基本標準"
,是一般居住區的建設標準,即使是搬遷民宅也必須達到這個最低的條件,並非是"
豪華"
級標準。
如果是一個較高檔次的居民區或每戶的用電結構有了變化,就應當對用電負荷的計算容量重新做調整。
(2)2002年7月北京市供電局下發了《關於調整住宅用電指標和配置住宅變壓器標準的通知》即京供計【2002】173號(見表4)。
以普通住宅為例,建築面積100m2/戶計,用電負荷6kW/戶計,則單位面積負荷為60W/m2.按(表3)計算變壓器容量(按普通住宅計):
S=(P×
KT)/(COSΦ×
KF)
=(60×
0.2)/(0.85×
0.65)
=21.71VA/m2
P--每平米用電指標60W/m2(用戶級);
KF--供電部門推薦變壓器負荷率0.65;
KT--供電部門推薦同時係數0.2;
COSΦ--功率因數0.85.
此結果為普通住宅社區變壓器容量計算指標(變壓器級)。
此指標(通常取值22VA/m2)乘以住宅總建築面積則是本區的變壓器容量。
(3)需用係數
需用係數是住宅社區設計非常重要的參數。
仔細研究一下(表2)及(表3)這兩個需用係數表會發現二者之間不能吻合。
例如:
在200戶時係數分別是0.26(用戶級)及0.2(變壓器級)設計者如何確定需用係數呢?
筆者認為:
1)(表2)是需用係數在各種用戶量時連貫起來的一條曲線,是與國際上慣用的曲線基本一致的,在十多年的設計實踐中為行業人士所認可的。
因此,建議設計者在進行住宅的配電系統設計中,如元器件的參數計算及選型、導線的參數計算及選型、繼電保護的參數計算及整定等,仍按這個曲線確定需用係數。
2)(表3)是供電部門推薦的,並在供電局的方案審查中已開始按這個參數確定配電變壓器的容量。
但此參數僅在居住區計算變壓器容量時使用。
3)當按表2中的係數KT=0.26時,則S=28.24VA/m2。
可以看出在計算結果上(表2)比(表3)留有較大的餘地,這就為適應住戶今後的特殊要求預留了增容的條件。
兩表中的係數不同,在不同設計過程中採用不同的係數。
3住宅社區的配電系統設計
3.1社區變電室的分類
根據北京電力管理部門的管理要求,社區變電室分為兩種:
局管變電室和自管變電室。
局管變電室由供電部門管理,採用低壓計量,住宅一戶一表,為住宅用戶和住宅社區中小於100kW的非居民用電負荷(如電梯、公共照明、小店鋪、物業用房等)供電。
自管變電室,由用戶管理,採用高壓計量,為住宅社區中大於100kW的非居民用電(如商業、會所等)。
局管變電室和自管變電室的不同之處。
(1)計量
自管變電室為高壓計量,供電部門根據高壓計量表向用戶收費。
局管變電室為低壓計量;
供電部門根據低壓計量表向用戶收費,住宅計量到戶,非居民用電在每棟住宅樓配電櫃中設低壓計量表。
(2)電價:
自管變電室高壓計量按峰穀電價收費。
局管變電室的低壓計量中住宅按居民電價,其餘按非居民電價。
(3)運行管理:
局管變電室日常的運行管理和維護由供電部門負責,費用不從小區物業管理費中出,或可申請社區公共維修基金。
(4)設計要求不同:
自管變電室要設單獨由供電部門管理的10kV電纜分界室;
局管變電室不要單獨房間,可以和低壓櫃設於同一房間。
3.2變壓器容量的估算及台數的確定(以局管變電室為例)
每個居住社區的10kV變配電室均按雙路10kV電纜供電。
高壓無聯絡,低壓有聯絡,聯絡斷路器自投自複。
考慮今後中遠期的用電水準,以近期為主選擇變壓器。
變壓器的總容量包括居民戶內的用電,居民建築中的公共照明及建築物內各類輔助動力的容量,以及居民生活所必需的小型配套建築(如熱力站、生活泵房等)的全部負荷。
但不含獨立建築(如醫院、大型商場等)用電容量。
變壓器的台數n應能保證在一路電纜故障或一臺變壓器故障時,其餘n-1臺能滿足全部用電負荷的需要。
例如雙路10kV電纜進線兩臺變壓器分列無聯絡運行時,每臺變壓器的容量應滿足總計算容量的要求。
供電局推薦普通高層住宅社區變電所變壓器負荷率按65%計,功率因數按0.85計。
3.3社區變電所位置的選擇
確定了住宅社區負荷選定變壓器後,需要確定變電所的位置。
變壓所位置的選擇至關重要,決定著住宅社區配電系統的合理性。
選址時要特別注意以下問題:
①盡可能接近負荷中心或大容量設備處,以減少電能損失和減小電壓降;
②靠近電源側,進出線方便。
當高低壓電纜進出線不能從室外直接引入電纜夾層時,要分別設置高壓、低壓電纜井;
③便於設備運輸、裝卸和搬運。
社區變電所通常與地下一層汽車庫平層建設,便於設備運輸和防止進水;
④避免設在住宅的正下方,尤其首層為住宅時。
以盡可能減少電力設備的低頻雜訊和震動對居民生活造成影響;
⑤不應設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方或帖鄰。
3.4社區低壓配電系統(以局管變電所為例)
因住宅社區低壓外線設計通常由供電部門完成,因此這裏僅簡單介紹一下住宅社區低壓配電系統的三種配電方式:
放射式、樹幹式和環式。
放射式配電系統是從小區變電所用低壓幹線直接向各用戶配電,適用於大容量用戶。
社區內的高層住宅多採用這種方式配電。
照明和動力負荷宜以不同的回路分別供電,照明、動力作為雙路電源,為建築內的一級、二級負荷(如電梯、消防電梯、正壓風機等)供電。
樹幹式配電系統是變電所低壓幹線送出,採取π接的方式把電送到各用戶,適用於線路有較大容量而負荷容量不大的建築。
社區內的多層住宅多採用這種方式配電,其照明和動力負荷宜採用同一回路供電。
環式配電系統是將兩π接系統在末端採取電纜π接櫃相連,形成環路。
平時開環運行,事故時通過操作π接櫃內的開關進行供電。
初期投資大,π接櫃內開關的操作有嚴格要求。
4工程實例
某住宅總建築面積65372m2,9個單元,地下二層為人防,地下一層為自行車庫。
1單元26層,9單元24層,每層均為3戶三居室,2戶二居室(首層為3戶三居室、1戶二居室和1戶一居室);
2單元和8單元均18層,3~7單元均為14層,每層均為2戶三居室(首層為1戶三居室和1戶二居室)。
其中:
一居室60~65建築平米,二居室75~80建築平米,三居室100~120建築平米。
(1)依據"
住宅社區配電變壓器簡算方法"
中給出的公式(普通住宅社區變壓器容量=住宅用電指標(變壓器級)×
住宅面積(建築面積))可以算出變壓器的容量:
S=22×
65372/1000=1438kVA
因此,選用兩臺800kVA變壓器為24號樓供電。
(2)按需要係數法核算一下社區變壓器的容量
查表2可知:
一居室為3kW/戶,二居室為4kW/戶,三居室為4kW/戶;
因此本樓住宅照明負荷為1846kW;
該樓住宅共462戶,平均分配到三相時每相帶154戶,查表3可知該樓住宅照明負荷需要係數為0.33.該樓內公共照明、動力等設備容量總和為450kW,則本樓總設備容量為:
Pe=1846+350=2196kW
照明計算容量:
Pjz=Pez×
Kx=1846×
0.33=609kW
公共區(照明、動力)計算容量:
Pjd=197kW
折算到社區變壓器容量:
Sj=Pjs/(COSΦ×
=(609+197)/(0.85×
=1459kVA
可以看出,這兩種方法計算出來的變壓器負荷大體相當。
5結論
隨著我國經濟的快速發展,城鄉人們物質文化生活水準不斷提高,家用電器在人們生活中迅速普及,住宅用電負荷增長很快。
為適應二十一世紀的用電水準,住宅社區配電系統設計應跟上時代的步伐,住宅社區配電系統應預留發展裕量,滿足未來一段時間負增長的需要,以免住宅社區建成後留下種種隱患。
宣導電氣安全設計合理減少建築耗電
建築智能化、自動化使建築用電量猛增。
這些都要求建築電氣工程師發揮才智,既要滿足建築功能要求,給居民提供舒適、方便的生活空間,還要盡可能地做到減少建築耗能,在建築電氣設計安全和節能兩個方面尤其如此。
安全性分析
建築電氣設計的安全性需要從電力供應、供電線路、電氣設備的接地、建築消防控制方面進行考慮。
電力供應。
電力在現在建築中佔有重要作用,沒有了電,建築就會處於癱瘓狀態。
保證建築電力的穩定供給是保證居民正常生活的基礎。
因此,為了保證供電可靠性,現代高層建築至少應有兩個獨立電源,具體數量應根據負荷大小及當地電網條件而定。
兩路獨立電源原則上是兩路同時供電,互為備用。
此外,還須裝設應急備用柴油或燃汽輪發電機組,要求在15秒鐘內自動恢復供電,以保證事故照明、消防設備、電梯等事故用電。
對於高壓開關櫃應根據建築標準,選用具有"
五防"
功能的真空開關手車式高壓開關櫃。
對於電力變壓器,根據防火要求,主樓內不允許裝設大容量的油浸電力變壓器。
對於容量低壓配電屏的出線
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